Ultraschall-Kaltwasserextraktion von Mogrosiden aus Mönchsfrüchten

  • Mönchsfrüchte (S. grosvenorii) Extrakt und insbesondere sein zusammengesetztes Mogrosid V wird als natürlicher kalorienfreier Süßstoff verwendet.
    Mogroside.
  • Die Ultraschallextraktion ist eine einfache, schnelle, reproduzierbare und zuverlässige Extraktionsmethode, die erfolgreich angewendet wird, um aus Mönchsfrüchten natürliche kalorienfreie Süßstoffe herzustellen.
  • Die Ultraschallextraktion kann mit Wasser oder Lösungsmitteln wie Ethanol oder Methanol durchgeführt werden. Die Wasserextraktion ist eine grüne Methode, die es ermöglicht, hochwertige Mogrosidextrakte herzustellen.

Mogroside als Süßstoffe

Chemische Struktur von Mogrosid V. Die Ultraschallextraktion verbessert die Isolierung der Mongroside aus der Mönchsfrucht und führt zu einer höheren Ausbeute an der süßen Substanz. Chemische Struktur von Mogrosid V [/caption]Die Mönchsfrucht enthält cucurbitanartige Triterpenoide, die als Mogroside bekannt sind. Vor allem das Mogrosid V hat Aufmerksamkeit erregt, da es 100-250 Mal süßer ist als normaler Zucker und dabei keine Kalorien enthält. Daher ist der Mönchsfruchtextrakt heute ein beliebtes natürliches, kalorienfreies Süßungsmittel. Seine süß schmeckenden Mogroside zeigen verschiedene gesundheitliche Vorteile wie antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften, die den Verzehr in vielerlei Hinsicht vorteilhaft machen.

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Die botanische Extraktion mit Ultraschall bringt höhere Ausbeuten. Der Hielscher UIP2000hdT, 2000 Watt Homogenisator ist leistungsfähig genug, um Batch-Behälter von 10 bis 120 Litern schnell und zuverlässig zu extrahieren.

Ultraschall-Extraktion von pflanzlichen Stoffen - 30 Liter / 8 Gallonen Batch

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Ultraschall-Extraktion von Mogrosiden aus Mönchsfrüchten

Die Ultraschallextraktionstechnik ist bekannt dafür, Extraktionsprozesse zu intensivieren, indem sie Zellstrukturen öffnet und den Stoffaustausch erhöht. Mogrosidextrakte können mit Wasser oder verschiedenen wässrigen Lösungen als Lösungsmittel sehr effizient aus dem Fruchtrohstoff gewonnen werden. Die Sondierung ist eine milde, nicht-thermische Behandlung, die mit Kaltwasserextraktion kombiniert werden kann, um Mönchsfruchtextrakte von höchster Qualität herzustellen. Durch die milde Prozesstemperatur und die Vermeidung aggressiver Lösungsmittel wird ein thermischer und chemischer Abbau der Mogroside verhindert.
Im Hinblick auf die Verwendung von Lösungsmitteln kann die Sondierung jedoch mit einer Vielzahl von Extraktionsmedien eingesetzt werden. Lesen Sie mehr über die Verwendung von Lösungsmitteln für die Ultraschallextraktion aus Pflanzenextrakten!
In einer Fallstudie von Luo et al. 2016 wurde beispielsweise festgestellt, dass die ultraschallunterstützte Fest-Flüssig-Extraktion von Mogrosiden in Methanol/Wasser (80:20 v/v) optimale Ergebnisse liefert und gleichzeitig bequem, kostengünstig und gut reproduzierbar ist.

Warum Ultraschall für die Extraktion von Mönchsfrüchten?

Die Sondenextraktion mit Ultraschall ist eine hochwirksame Methode zur Gewinnung von Mogrosiden aus der Mönchsfrucht (Siraitia grosvenorii), einem natürlichen Süßstoff, der für seine intensive Süße ohne Kalorien bekannt ist. Im Folgenden werden einige wichtige Aspekte dieses Extraktionsverfahrens erläutert:

Prinzip der Ultraschallextraktion: Bei der Sondenextraktion mit Ultraschall wird mit hochintensivem Ultraschall Kavitation in einem Lösungsmittel erzeugt. Die rasche Bildung und der Zusammenbruch dieser Blasen erzeugen lokal starke Kräfte, die die Zellwände oder das Pflanzenmaterial aufbrechen und den Stoffaustausch fördern, wodurch die Freisetzung von Mogrosiden in das Lösungsmittel erleichtert wird.

  • Effizienz: Die Ultraschallextraktion ist für ihre hohe Effizienz bei der Extraktion bioaktiver Verbindungen wie Mogroside bekannt. Sie verkürzt die Extraktionszeiten im Vergleich zu konventionellen Methoden erheblich, was sie zu einer bevorzugten Wahl für zahlreiche Extraktionsanwendungen macht.
  • Auswahl der Lösungsmittel: Die Wahl des Lösungsmittels ist entscheidend. In der Regel wird Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Ethanol zur Extraktion von Mogrosiden aus der Mönchsfrucht verwendet. Das Lösungsmittelgemisch kann zur Optimierung der Extraktionseffizienz und der Reinheit des Extrakts zusammengestellt werden.
  • Optimierung: Parameter wie Beschallungszeit, Temperatur, Lösungsmittelkonzentration und das Verhältnis von Mönchsfrucht zu Lösungsmittel sollten optimiert werden, um die Mogrosidextraktion zu maximieren und gleichzeitig den Abbau dieser Verbindungen zu minimieren.
    Temperaturregelung: Die Überwachung und Kontrolle der Temperatur während der Ultraschallextraktion ist von wesentlicher Bedeutung. Erhöhte Temperaturen können zu einem Abbau der Mogroside führen und die Qualität des Extrakts beeinträchtigen.
  • Skalierbarkeit: Die Ultraschallsondenextraktion kann in verschiedenen Größenordnungen durchgeführt werden, von kleinen Laboreinrichtungen bis hin zu größeren industriellen Systemen. Die Wahl des Maßstabs sollte sich nach dem Verwendungszweck und den Produktionsanforderungen richten.
  • Die Vorteile der Mogrosidextraktion mit Ultraschall auf einen Blick:

    • höhere Ausbeute
    • Höhere Qualität
    • nicht-thermische, kalte Extraktion
    • lösungsmittelfrei
    • reduzierten Extraktionsdauer
    • Prozessintensivierung
    • Nachrüstung möglich
    • umweltfreundliche Extraktion
    UP200Ht Sonicator für die Extraktion von Mönchsfrüchten

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    In dieser Präsentation führen wir Sie in die Herstellung botanischer Extrakte ein. Wir erläutern die Herausforderungen bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte und wie ein Sonicator Ihnen helfen kann, diese Herausforderungen zu meistern. Diese Präsentation zeigt Ihnen, wie die Ultraschallextraktion funktioniert. Sie erfahren, welche Vorteile Sie bei der Verwendung eines Sonicators für die Extraktion erwarten können und wie Sie einen Ultraschallextraktor in Ihre Extraktproduktion integrieren können.

    Botanische Ultraschallextraktion - Wie man Ultraschallgeräte zur Extraktion botanischer Substanzen verwendet

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    Batch-VolumenDurchflussEmpfohlenes Ultraschallgerät
    10 bis 2000ml20 bis 400ml/minUP200Ht, UP400St
    0.1 bis 20l0,2 bis 4l/minUIP2000hdT
    10 bis 100l2 bis 10l/minUIP4000
    n.a.10 bis 100l/minUIP16000
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    Ultraschall-Durchflusszellen werden unter anderem für die Partikelzerkleinerung und die Extraktion von Pflanzen eingesetzt.

    Ultraschall-Durchflussreaktoren sind hocheffizient bei der Pflanzenextraktion

    Vorteile der Ultraschallextraktion

    • Hochwertige Extrakte
    • vollständigere Extraktion
    • Hohe Extraktionsrate
    • Verwendung verschiedener Lösungsmittel
    • nicht toxisch
    • Nicht-thermische (kalte) Methode
    • Schneller Extraktionsprozess
    • Sicher und einfach zu bedienen
    • lineare Skalierbarkeit


    Literatur

    • Jing Liu, Can Liu, Yonghai Rong, Long Rong (2012): Extraktion von Mogrosid und Limonin mit verschiedenen Extraktionsmethoden und deren Modellierung. International Journal of Food Engineering, Band 8, Ausgabe 2. 1556-3758.
    • Luo Z., Shi H., Zhang K., Qin X., Guo Y., Ma X. (2016): Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrieverfahren zur gleichzeitigen Bestimmung mehrerer süßer Mogroside in den Früchten von Siraitia grosvenorii und seinen vermarkteten Süßstoffen. J Sep Sci. November 2016;39(21):4124-4135.
    • Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch- und kontinuierliche ultraschallunterstützte Extraktion von Boldo-Blättern (Peumus boldus Mol.). Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaft 14, 2013. 5750-5764.
    • Dogan Kubra, P. K. Akman, F. Tornuk(2019): Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Salbei und Minze durch Ultraschallextraktion. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
    • Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimierung der Extraktion von phenolischen Verbindungen aus Jujube (Ziziphus Jujube) mittels ultraschallgestützter Extraktionsmethode.

    Wissenswertes

    Mönchsfrucht

    Die Früchte der Siraitia grosvenorii (Swingle), einer krautigen Rebe, die auch als Luo Han Guo, Buddha fuit oder Langlebigkeitsfrucht bekannt ist, sind in Asien weit verbreitet, wo sie als Heilpflanze zur Behandlung von Husten, Halsschmerzen und Verstopfung geschätzt werden. In der westlichen Welt haben Mönchsfruchtextrakte als kalorienfreier Süßstoff für Lebensmittel und Getränke eine hohe Popularität erlangt.
    Die Hauptkomponenten der rohen Luo Han Guo Fruchtextrakte sind Cucurbitanglykoside (bekannt als Mogroside, insbesondere die Mogroside II, III, IV, V und VI) sowie Flavonoide und Melanoidine.
    Mogroside sind cucurbitanartige Triterpenoidglykoside, die für den intensiven süßen Geschmack verantwortlich sind. Mönchsfrüchte‘ Glykoside bestehen aus verschiedenen Mogrosiden. Mogrosid V ist die wichtigste Süßstoffkomponente der Frucht und ist in relativ hohen Mengen (0,50%) in S. grosvenorii enthalten. Der reine Mogrosid-V-Extrakt ist ca. 250-450 mal süßer als derjenige der gleichen Konzentration an Saccharose (Tafelzucker).
    Mönchsfruchtextrakt, der mit Wasser als Lösungsmittel isoliert wurde, ist ca. 150 mal süßer als Saccharose und soll auch beim Kochen in Wasser für 5 h stabil bleiben.
    Die Forschung hat gezeigt, dass das Mogrosid V als Antioxidans wirkt, das reaktive Sauerstoffspezies (ROS) abfangen kann und dadurch DNA-Schäden verhindert. Diese vielfältigen Eigenschaften der Mogroside der Mönchsfrüchte machen den Extrakt zu einem hochwertigen Produkt. Die ultraschallunterstützte Extraktion wurde erfolgreich eingesetzt, um das Mogrosid V aus S. grosvenorii (Mönchsfrucht) für den ernährungsphysiologischen Einsatz in Lebensmitteln und Getränken sowie für Medizinprodukte zu extrahieren und zu isolieren.

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